(1)設計開發一個通用的北斗液壓導航控制平臺及相關裝置,可以方便地應用在各種農機上;(2)轉向控制方法的研究;(3)農機模型及導航控制方法的研究;(4)在不同的農機上從硬件、軟件、網絡角度.如何快速集成安裝北斗液壓導航。本文對上述四個問題進行了深入研究,設計了通用導航控制平臺,提出了相關模型和控制算法,在聯合收割機和拖拉機上成功地進行了平臺的集成應用,并完成了路面和田間自動導航控制實驗。
在調平操作期間,激光發射器發射的光束可以旋轉360°,以形成激光掃描平面作為系統操作的參考平面。控制器基于由操作者設定的北斗液壓導航的高度與基準面之間的高度差作為控制量來進行調平控制。在處理高度差信息后,發送電信號以控制液壓控制閥,以自動控制刮板的高度,以使其能夠保持定位的仰角。工作特點:在農田中,北斗液壓導航主要用于農田的精整中,以實現農田節水灌溉,減少肥料的流失。適用于灌溉前的旱地農田平整和水田平整。校平精度高達±2cm,可以在400m的半徑內工作。平整土地的高度差不超過30cm,以實現高精度的土地平整作業。
為了提高拖拉機在農田環境中自主導航作業的控制精度,設計開發了3種基于不同類型電機的方向盤轉向控制系統,在分析步進電機,伺服電機和步進伺服電機3種電機的參數及其性能差異的基礎上,設計了北斗液壓導航自動轉向執行機構,并配備了工控機PC、PLC控制器、前輪轉角檢測機構和GNSS定位系統等設備。設計了工控機車載終端軟件,能夠實現自動導航的嵌套雙閉環控制及相應PID控制算法,設計了控制系統的電氣原理圖和PLC轉向程序,在混凝土路面和田間播種作業兩種工況下進行了拖拉機自動導航實驗。實驗結果表明,當拖拉機作業速度為0.8m/s時,兩種實驗條件下,步進北斗液壓導航的均方根誤差分別為8.81cm和12.09cm,伺服電機導航系統的均方根誤差分別為4.85cm和10.55cm,步進伺服電機導航系統的均方根誤差分別為4.54cm和5.53cm,步進伺服電機在方向盤轉向控制系統中自動導航效果較好。
從世界自動駕駛設備的發展歷史來看,后安裝方法在早期發展很快,但隨著時間的流逝,前安裝方法得到了迅速的推廣并逐漸成為主流。目前,Deere,Case New Holland和AGCO都已經形成了相對穩定的預安裝解決方案,用于通過并購或戰略合作進行自動駕駛。北斗液壓導航安裝具有以下優點。前置系統的液壓管線,電路,傳感器,顯示器以及其他液壓和電子組件具有良好的裝配一致性。它們在工廠經過嚴格測試,并享受制造商的三包政策。北斗液壓導航后裝配件屬于出廠后的已裝配件,可靠性差,損壞的三包也將受到影響。